用惠斯登电桥测电阻

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1、用惠斯登电桥测电阻桥式电路是最常见的电路，由桥式电路制成的电桥，是一各种精密的电学测量仪器，可用来测量电阻、电容、电感和电平等电学量。并能通过转换测量，测出其它非电学量，如温度压力、频率、真空度等。电桥是一种用比较法测量的仪量，即将未知量跟已知量相比较进行测量，它具有较高的灵敏度和准确度，在自动控制和瞬息万变动检测中得到广泛的应用。根据用途不同，电桥有多种类型，其性能构造各有特点。在各种电桥中，惠斯登电桥是其中最基本的一种。它通常用来准确测量10—的中值电阻，惠斯登电桥又称直流单臂电桥。【实验目的】1．了解桥

2、式电路的基本结构及测电阻的原理2．掌握桥式电路的连接和调节电桥平衡的方法3．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻【实验仪器】旋转式电阻箱，检流计，滑线变阻器，比例电阻盒，待测电阻盒，开关，直流稳压电源。QJ-23型箱式电桥【实验原理】如果将待测电阻Rx与标准电阻并联到电源上，如图（1）所示，则有：，即图（1）如果两支路的电流、和标准电阻的阻值已知，则可求出。这是从数学表达形式上看。如果从物理实验方面看，要用上式求。还必须解决两个问题：一是、怎样测？若用电流表测则不可避免地存在误差；二是公式是通过并联条件，即相比较的

3、两电阻、两端的电压相同而得到的。怎样确保这个条件？图(2)惠斯登1843年发明的电桥解决了以上两个问题。他在AB和AD之间用标准电阻代替。在BD之间用灵敏电流计确定两点等电势。这样由图（1）改为图（2）的惠斯登电桥(又称单电桥)。由于检流计在BD支路像“桥”一样架于BD之间。故称为电桥。、、、称为四个桥臂。称为比例臂。为比较臂。为待测臂。当BD两点电势相等时，灵敏电流计G中无电流通过。=0.指针不偏转，称为电桥平衡。否则电桥不平衡。由于电桥采用待测电阻与标准电阻相比较的方法。而制造较高精度的标准电阻并不困难。

4、同时，灵敏电流计只用来判断有无电流，只要有足够的灵敏度即可。不存在接入误差。因此，用电桥测电阻准确度高，这是电桥测电阻的主要优点。惠斯登电桥是最常用的直流电桥。当B、D两点间电势不等时，有电流通过检流计，电桥不平衡。调节，使检流计中电流为零(=0)，此时B、D两点间电势相等，电桥达到平衡，于是有,此式即为本实验的测量公式。式中C=R1/R2称为比例系数由测量公式知，当电桥平衡时，四个桥臂的电阻间有一个简单的关系：两相对桥臂电阻的乘积相等。显然，Rx可由标准电阻R1、R2和Rs求得，与电源的电压无关。所以，电桥

5、测电阻实质上是比较测量法。由于标准电阻有很高的精确度，因而用电桥测电阻也有很高的精确度。为了测量方便，箱式电桥上、比例系数C=R1/R2取成固定比率(倍率)。测量时先确定C，然后调节Rs使电桥平衡，由公式Rx=CRs得到测量结果。【实验内容及步骤】一．用自组电桥测电阻1．合理布置仪器，按线路图接线，打开工作电源，调输出电压为5.0V。2．取R1::R2=1:1，用万用表粗测Rx值()，调Rs≈Rx，并使Rn阻值最大。接通电源，合闸刀K1，用万用表检测AB和AD两电压，调Rs使之约等；点按检流计电计钮，调Rs使

6、电桥平衡(检流计无电流通过)。调Rn阻值最小，合闸刀K0(使保护电阻短路)，再次点按检流计电计钮，微调Rs使电桥完全平衡，记Rs的示值（即Rx值）。3．交换R1与R2的位置，重复步骤2，记下示值R’s，并根据公式求出待测电阻。由自组电桥不确定度公式计算Rx的不确定度，写出结果表达式。电阻箱误差公式，式中α为电阻箱准确度等级，Rs为测量时电阻盘示值，N为测量时实际使用的电阻盘个数。4.取R1::R2=1:2,用万用表粗测Rx值()，重复2、3步骤，求出第二个待测电阻。二．用箱式电桥测电阻1．将电桥上检流计（G）

7、的联接片从“内接”换到“外接”,用万用表粗测待测电阻Rx的阻值，并将Rx接入电桥回路。2．选择适当的倍率(C)，粗调四个刻度盘(Rs)与Rx约等，按下B和G健，微调刻度盘，使检流计指针为零。此时，电桥达到平衡，记下Rs的示值和C值。3.在电桥达到平衡基础的上微微改变刻度盘示值,使Rs改变为Rs+ΔRs,观察检流计指针的偏转情况,记下检流计指针偏离平衡位置的格数和ΔRs。4．待测电阻板由2个电阻组成，重复1、2、3步骤分别测出每个电阻及其串联和并联情况下的四个阻值。5．箱式电桥误差公式：，式中α为电桥准确度等级

8、；Rs为测量时刻度盘示值；R0称为基准值，随测量范围变化，定义为各量程内最大的10的整数幂。检流计的误差公式：，式中C为倍率，ΔRs为电桥平衡后刻度盘示值的微小改变量；Δn为改变ΔRs后检流计指针偏离平衡位置的格数。根据箱式电桥的不确定度公式，求出各自的不确定度，并写出结果表达式。【实验教学指导要点】1．自组电桥接线时，应先接四个桥臂，再接桥支路，最后接入电源。2．用电桥测电阻之前，必须先用万用表粗